4/16/2015 Mg.Sc. Ing. Hemerson Lizarbe Alarcón http://hemersonlizarbe.wordpress.com ¿Cómo Nace un Paradigma? 1 4/16/2015 Un grupo de científicos colocó cinco monos en una jaula, en cuyo centro colocaron una escalera y, sobre ella, un montón de plátanos. Cuando un mono subía la escalera para agarrar los plátanos, los científicos lanzaban un chorro de agua fría sobre los que quedaban en el suelo. Después de algún tiempo, cuando un mono iba a subir la escalera, los otros lo agarraban a golpes. 2 4/16/2015 Pasado algún tiempo más, ningún mono subía la escalera, a pesar de la tentación de los plátanos. Entonces, los científicos sustituyeron uno de los monos. La primera cosa que hizo fue subir la escalera, siendo rápidamente bajado por los otros, quienes le golpearon. Después de golpizas, el nuevo integrante del grupo ya no subió más la escalera. Un segundo mono fue sustituido, y ocurrió lo mismo. El primer sustituto participó con entusiasmo de la golpiza al novato. Un tercero fue cambiado, y se repitió el hecho, lo volvieron a golpear. El cuarto y, finalmente,el último de los veteranos fue sustituido. 3 4/16/2015 Los científicos quedaron, entonces, con un grupo de cinco monos que, aún cuando nunca recibieron un baño de agua fría, continuaban golpeando a aquel que intentase llegar a los plátanos. Si fuese posible preguntar a algunos de ellos por qué le pegaban a quien intentaban subir la escalera, con certeza la respuesta sería: No sé, las cosas ¡siempre se han hecho así, aquí! ¿Suena conocido, verdad? Paradigma del más ECONÓMICO -Mayor tiempo de servicio. - Menor mantenimiento. - No requiere de capa de base granular. - Mejor respuesta a los esfuerzos. PAVIMENTO DISTRIBUCION DE CARGA FLEXIBLE RIGIDO Carpeta Asfáltica Base Losa Sub - Base Sub Rasante Superficie de Rodadura Base Granular Especificaciones Sub - Base Granular 4 4/16/2015 DEPARTAMENTO LONGITUD TOTAL SISTEMA DE CARRETERA (Kms.) NACIONAL DEPARTAMENTAL VECINAL Amazonas 1,651.64 651.66 391.12 608.86 Ancash 5,066.96 1,320.59 1,133.35 2,613.02 Apurímac 2,923.15 559.15 544.60 1,819.40 Arequipa 6,160.46 1,028.63 1,390.40 3,741.43 Ayacucho 4,437.93 598.90 935.02 2,904.01 Cajamarca 5,602.18 1,099.90 761.44 3,740.84 Cuzco 5,483.99 804.38 1,706.96 2,972.65 Huancavelica 3,596.28 412.11 736.46 2,447.71 Huánuco 3,067.23 854.29 368.85 1,844.10 Ica 2,416.54 846.94 345.40 1,224.20 Junín 6,424.54 869.65 592.54 4,962.35 La Libertad 3,915.73 750.27 790.25 2,375.21 Lambayeque 1,880.40 502.30 109.40 1,268.70 Lima 4,792.46 1,275.79 597.76 2,918.91 Loreto 743.50 44.15 494.40 204.95 Madre de Dios 956.76 440.73 55.50 Moquegua 1,703.58 459.68 267.30 976.60 Pasco 2,359.33 469.56 568.62 1,321.15 Piura 4,268.55 858.20 583.85 2,826.50 Puno 5,375.66 1,346.29 1,219.57 2,809.80 San Martín 2,002.27 709.36 185.85 1,107.06 Tacna 2,002.87 609.56 483.30 910.01 Tumbes 902.35 198.75 333.80 Ucayali 819.66 383.81 - 435.85 78,554.04 17,094.65 14,595.75 46,863.64 Total 460.53 369.80 Desarrollo de la Red Vial (Gestión de Carreteras): 1980; MTC estudios nuevos y M&R 1982; rehabilitación (CONREVIAL) 1985; modelos matemáticos (HOGG) 1991; actualiza estudios de rehabilitación 1993; carreteras rehabilitadas (n=10 años) 2003; carreteras con “n” cumplido 2005; nuevos proyectos de mantenimiento. REALIDAD NACIONAL Selva Baja Selva Alta 5 4/16/2015 Paradigma de la FILOSOFÍA de DISEÑO Analogía de componentes en estructuras vial y edificación (e.p.). … / Paradigma de la FILOSOFÍA de DISEÑO PSI PCI0 5 Estructura sobredimensionada 100 Teórica esperada Infradiseñada Nivel de Falla PCIf 0 0 t Tiempo de Servicio del Pavimento Tiempo t = Tiempo esperado de servicio en condiciones reales Paradigma del MÉTODO de DISEÑO American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) Log10 (W18 ) Zr * So 9.36 * Log10 ( SN 1) 0.20 PSI Log10 4.2 1.5 2.32 * Log ( MR) 8.07 10 1094 0.4 ( SN 1) 5.19 Es función de: W 18 : Carga proyectada Zr ; So : Desviación y Error estándar por tráfico y comportamiento PSI : Diferencia entre serviciabilidad inicial (PSIo) y final (PSIf) Mr : Módulo resiliente (psi); función del CBR. SN : Número estructural indicativo del espesor total del pavimento requerido. 6 4/16/2015 PSI : Diferencia entre serviciabilidad inicial (PSIo) y final (PSIf) CONCEPTO DE VIDA REMANENTE Y REHABILITACION PSI PCI PCI (d) PCI o PCI PCI f Nivel de Falla t nt Tiempo nx (VRE) años ny VRE(+) nt = nx = ny = VRE (+) = PCI (d) = Mr Tiempo en servicio Vida remanente estimada (VRE) sin rehabilitaciòn Vida total pavimento rehabilitado Vida remanente agregada por M & R Indice de condiciòn del Pav. Despuès de acciòn de M & R : Módulo resiliente (psi); función del CBR. Módulo Resiliente PSI PCI0 5 Estructura sobredimensionada 100 CAUSAS DE FALLAS Teórica esperada Infradiseñada Nivel de Falla PCIf 0 0 t Tiempo de Servicio del Pavimento Tiempo t = Tiempo esperado de servicio en condiciones reales Causa Efecto Tráfico Infra-diseño Proceso constructivo Estructura débil Deficiencias de proyecto Antieconómica Factores ambientales Vida útil Deficiente mantenimiento Pronta rehabilitación Comentario Cargas reales diferentes a las previstas en el diseño. Inadecuados: espesores, mezclas y estabilización; deficiencia en distribución y compactación. Diseños inadecuados; mala valorización de subrasante; inadecuada dosificación de la mezcla; no consideración del factor ambiental. Elevación de napa freática; inundaciones; lluvias prolongadas; insuficiencia en drenaje superficial o profundo; variación térmica; congelamiento; sales nocivas. Técnicas inadecuadas; falta de conservación. 7 4/16/2015 Interrogantes • ¿Por qué fallan los pavimentos antes de cumplir su tiempo de servicio? • ¿Por qué se fisuran prematuramente? • ¿Por qué se rehabilitan antes de lo pensado? TERRITORIO NACIONAL Mapa de las Ocho Regiones Naturales TERRITORIO NACIONAL N° 1 2 3 4 5 6 7 8 Región Costa o Chala Yunga Quechua Suni o Jalca Puna Janca o Cordillera RupaRupa o Selva Alta Omagua o Selva Baja 0 -500 500 – 2,300 2,300 – 3,500 3,500 – 4,000 4,000 – 4,800 4,800 – 6,768 Precip. Máx. (mm) 500 Aguaceros En verano 800 1,000 s/ estación 400 – 1,000 3,000 8.0 – 33.0 80 - 400 2,858 17.8 – 36.9 Altitud (msnm) Temp. (°C) 19.2 – 22.5 20.0 – 27.0 -4.0 – 29.0 -16.0 – 20.0 -25.0 – 22.0 -8.25 – 8..25 Sección Típica de la Vía √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 8 4/16/2015 • Olmos – Corral Quemado - Río Nieva • Rioja – Moyabamba – Tarapoto – Yurimaguas • Nauta – Iquitos. • Paita - Piura – Sullana – Pte. Macará • Cajamarca – San Marcos • Pativilca – Huaraz ; Catac – Tunel Cahuish – Chavín • Huari - San Marcos ; Tingo María – Aguaytía – Pucallpa • Pisco – Ayacucho – San Francisco • Cusco – Urcos – Quince Mil • Yura – Patahuasi – Santa Lucía • Santa Rosa – Pucará • Juliaca – Puno – Desaguadero 9 4/16/2015 A diferentes tipos de suelos, diferentes Capacidades de soporte … variables Se concluye que las vías de penetración transcurren por: • • • • Diferentes formaciones de suelos Gradiente de temperaturas drásticas Zonas de precipitaciones intensas Zonas sin canteras, entre otras … analogía de diseño Si: El pavimento es una estructura que descansa sobre el terreno de cimentación; este suelo estará expuesto a cargas y deformaciones. Integrar en los diseños: ensayos de resistencia al esfuerzo cortante y de ensayos de consolidación 10 4/16/2015 … Crear un nuevo Paradigma Es un compromiso de los ingenieros y la universidad peruana, realizar las investigaciones pertinentes para: 1. Un NUEVO PARADIGMA, que involucre método o metodología para diseño de pavimentos en zonas de altiplanicie y selva. 2. Complementar al problema de RESISTENCIA, los de DEFORMACIÓN. 3. Elaborar NORMAS PERUANAS DE DISEÑO DE PAVIMENTOS NORMATIVIDAD VIGENTE • El 25/10/2008 se publica el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial, que en anexo forma parte del Decreto Supremo Nº034-2008-MTC, el mismo tiene, entre otros objetivos, definir las pautas para las normas técnicas de diseño, construcción y mantenimiento de carreteras, caminos y vías urbanas. Este Reglamento rige en todo el territorio de la República del Perú y es de aplicación por los tres niveles de gobierno (Local, Regional y Nacional). Su alcance está referido a las vías que conforman el Sistema Nacional de Carreteras (SINAC), dicho reglamento considera en su artículo 20º la relación de manuales de gestión de carreteras que deben ser aprobados. Asimismo, ha precisado en su artículo 18º que los manuales son documentos de carácter normativo y de cumplimiento obligatorio, que sirven como instrumentos técnicos a las diferentes fases de gestión de la infraestructura vial. NORMATIVIDAD VIGENTE Los manuales para la gestión de carreteras son: (Artículo 20° DS 034-2008-MTC) • Diseño geométrico • Suelos, geología, geotecnia y pavimentos • Puentes • Túneles, muros y obras complementarias • Hidrología, hidráulica y drenaje • Especificaciones técnicas generales para construcción • Ensayo de materiales • Estudios socio ambientales • Dispositivos de control del tránsito automotor para calles y carreteras • Seguridad vial • Mantenimiento o conservación vial 11 4/16/2015 NORMATIVIDAD VIGENTE El 06/03/2013 entra en vigencia la Sección: Suelos y Pavimentos, del Manual de Carreteras - "Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos", como documento normativo y de cumplimento obligatorio para la gestión de la infraestructura vial. El mismo que se encuentra en la página web del Ministerio de Transportes y Comunicaciones (http://www.mintc.qob.pe). El Manual es de aplicación a carreteras nuevas y proyectos de refuerzo y reconstrucción, comprendiendo pavimentos flexibles, semirígidos y rígidos, y caminos afirmados. NORMATIVIDAD VIGENTE Sin embargo, se excluyen los diseños en zonas urbanas, pavimentos con tráficos mayores a 1,150 vehículos pesados por día o mayor a 30,000,000 de ejes equivalentes en un período de 20 años, y diseños sobre suelos con valores de CBR menores a 6%. En estas situaciones se indica la necesidad de estudios especiales que involucran la verificación del comportamiento de la estructura de pavimento propuesta. (Chang Albitres, 2013). NORMATIVIDAD VIGENTE 12 4/16/2015 NORMATIVIDAD VIGENTE • En este manual el procedimiento de diseño de pavimentos flexibles y rígidos adoptado es el método AASHTO 93 (método empírico basado en el ensayo experimental AASHO realizado a principios de los años 60 en Iowa, Estados Unidos). Se han desarrollado catálogos con estructuras de pavimento propuestas para diferentes condiciones de tráfico y tipos de suelo de fundación, simplificando el procedimiento original de AASHTO 1993 al utilizar cuadros de doble entrada en los que se obtiene la estructura de pavimentos conociendo la categoría de tráfico y el CBR de la subrasante. NORMATIVIDAD VIGENTE • El Ministerio de Transportes y Comunicaciones a través de la Dirección General de Caminos y Ferrocarriles (DGCF), presentó el Manual de Carreteras “Especificaciones Técnicas Generales para Construcción– EG2013” que tiene como propósito estandarizar los procesos y los criterios técnicos a fin de obtener mejores índices de calidad de obra y contribuir a la disminución de controversias. • Las EG-2013 forman parte de los manuales de carreteras aprobados por el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial (DS N° 034-2008MTC) y es de cumplimiento obligatorio por los órganos responsables de la gestión vial en los 3 niveles de Gobierno (Nacional, Regional y Local). NORMATIVIDAD VIGENTE • En estas especificaciones cada partida relativa a la construcción de carreteras, contiene la descripción de la actividad a realizar, los requerimientos técnicos de ejecución, materiale s, equipos, aceptación de los trabajos, medición y pago. • Las “EG-2013” constan de 2 tomos (I y II) está organizado en 9 capítulos y secciones que abarcan las diferentes partidas genéricas y específicas. • Además “tiene concordancia con el documento de carácter normativo denominado “Glosario de Partidas”, aplicables a obras de rehabilitación, mejoramiento y construcción de carreteras y puentes”. 13 4/16/2015 NORMATIVIDAD VIGENTE • La Norma Técnica CE.010 Pavimentos Urbanos, parte del Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Esta Norma Técnica tiene el objeto de establecer los requisitos mínimos para el diseño, construcción, rehabilitación, mantenimiento, rotura y reposición de pavimentos urbanos, desde los puntos de vista de la Mecánica de Suelos y de la Ingeniería de Pavimentos, a fin de asegurar la durabilidad, el uso racional de los recursos y el buen comportamiento de aceras, pistas y estacionamientos de pavimentos urbanos, a lo largo de su vida servicio. NORMATIVIDAD VIGENTE • El RNE contempla sesenta y nueve (69) Normas Técnicas; que por Decreto Supremo N° 0112006-VIVIENDA, se aprobaron sesenta y seis (66) Normas Técnicas del RNE y se constituyó la Comisión Permanente de Actualización del RNE, a fin que se encargue de analizar y formular las propuestas para su actualización, quedando pendiente de aprobación tres (03) Normas Técnicas, entre ellas, la Norma Técnica CE.010 Aceras y Pavimentos; que, con informe N° 04-2009A/IVIENDAA/MVU- CPARNE, el Presidente de la Comisión Permanente de Actualización del RNE, eleva la propuesta de modificación del índice del Reglamento Nacional de Edificaciones, respecto a la denominación de la Norma Técnica CE.010 Aceras y Pavimentos por CE.010 Pavimentos Urbanos, y de aprobación de la referida Norma Técnica. NORMATIVIDAD VIGENTE 14 4/16/2015 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN 15 4/16/2015 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN 16 4/16/2015 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN 17 4/16/2015 INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN INTRODUCCIÓN 18
